Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Улучшение экологического состояния водных бассейнов тесно связано с реконструкцией систем водоотведения и очистки сточных вод. Модернизация устаревших станций очистки сточных вод и снижение эксплуатационных затрат возможны за счет перехода к эффективным технологическим решениям, включающим процесс анаэробного сбраживания субстрата с производством биогаза, а также сырья для высококачественных удобрений. Биогаз может быть использован в энергоустановках для производства тепловой и электрической энергии, необходимой для собственных нужд станции и снижающей эксплуатационные затраты. Предложена схема модуля анаэробного сбраживания, обосновано применение утилизационных когенерационных газотурбинных установок с внешним подводом теплоты к цикловому воздуху. Определены оптимальные параметры утилизационных газотурбинных установок. При температуре воздуха перед турбиной 1190 К степень повышения давления в цикле составила 4,2, электрический КПД — 0,313, общий с учетом вырабатываемой теплоты — 0,872. В ряде случаев газотурбинная установка может выполняться без дожимного топливного компрессора.
очистка сточных вод, анаэробное сбраживание, биогаз, утилизация, когенерационная газотурбинная установка, оптимальные параметры.
1. Введение
Улучшение экологического состояния водных бассейнов в Российской Федерации тесно связано с реконструкцией городских и поселковых систем водоотведения и очистки сточных вод, большинство которых было построено в 1970–1980-е годы в соответствии с существовавшими в то время нормативными требованиями.
1. Шеломков А. С., Шеломков С. А. Руководство по проектированию очистных сооружений городских сточных вод и близких к ним по составу сточных вод промышленных предприятий /Под ред. Пупырева Е. И. М.: МосводоканалНИИПроект, 2014. - 408 с.
2. Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. -704 с.
3. СниП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. Введ. 1986-01-01. М.: Издательство стандартов, 1986. -39 с.
4. Осипов М. И., Тумашев Р. З., Моляков В. Д. ГТУ малой мощности на топливных газах низкого давления с измененной очередностью процессов термодинамического цикла// Труды Международной научно-практической конференции «Малая энергетика-2003». Обнинск, 2003. - С. 340-343.
5. Осипов М. И., Тумашев Р. З., Моляков В. Д. Усовершенствование ГТУ малой мощности при использовании топливных газов низкого давления // Труды Международной научно-практической конференции «Малая энергетика-2004». М., 2004. С. 113-116.
6. Тумашев Р. З., Бодров Н. Г. Когенерационная газотурбинная установках на попутных нефтяных газах с высоким содержанием тяжелых углеводородов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2012. № 7. С. 155-165.
7. Тумашев Р. З., Щеголев Н. Л., Кулаков Д. М. Утилизация шахтного метана в газотурбинных установках для производства электрической энергии и теплоты // Безопасность в техносфере. 2015. Т. 4. № . 5. C. 41-48.
8. Brian Elmegaard, Bjorn Qvale, Giacinto Carapelli and Pietro de Faveri Tron. Open-cycle Indirectly Fired Gas Turbine for Wet Biomass Fuels. Proceedings of ECOS2001. July 4-6, 2001. Instambul, Turkey, pp. 361-368.
9. Brian Elmegaard, Urik Henriksen and Bjorn Qvale. Thermodynamic Analysis of Supplementary-Fired Gas Turbine Cycles. Int.J. Thermodynamics, vol.6 (No.2), pp.85-92, June-2003.
10. Тумашев Р. З., Назаревич К. И. Энерготехнологическая установка утилизации осадков сточных вод // Молодежный научно-технический вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. № 4 Апрель. 2012.
11. Данилова С. К., Тумашев Р. З. Энерготехнологическая установка на базе газотурбинного двигателя с использованием продуктов газификации древесных отходов // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Электрон. Журн. 2016. № 04. С. 1-13.
12. Михальцев В. Е., Моляков В. Д. Расчет параметров цикла при проектировании газотурбинных двигателей и комбинированных установок: учеб. пособие / Под ред. Суровцева И. Г. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 58 с.
13. Бекнев В. С., Куфтов А. Ф., Тумашев Р. З. Расчет и проектирование центробежных компрессоров ГТД: Методические указания. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1996. 44 с.
14. Митрохин В. Т. Выбор параметров и расчет центростремительной турбины. М.: Машиностроение, 1966. 200 с.
15. Иванов В. Л., Леонтьев А. И., Манушин Э. А., Осипов М. И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 592 с
